Суспільство 2018-02-19 14:01 Олег Фея

Харківські нейтрони, екзогалактичні планети та клоновані мавпи

МОН допомагатиме молодим науковцям. Згідно з даними Держстату, на кінець 2016 року в Україні працювало 97.9 тис. осіб, що виконували науково-дослідні роботи, із них близько 63 тис. — науковці. З 2010-го кількість науковців зменшилася майже вдвічі, і щороку з науки йде ще кілька тисяч чоловік.

Тоді як аспірантів у 2016 році нараховувалося 25 тис. осіб, поповнення наукових лав не спостерігається. Схоже, що проблемою нестачі молоді в науці нарешті зайнялося Міністерство освіти і науки. 29 січня міністр Лідія Гриневич підписала наказ про створення робочої групи «з питань підготовки пропозицій щодо підтримки молодих учених». Вона має працювати над спрощенням бюрократичних перепон у міжнародній співпраці, залученням молодих науковців із діаспори назад до України, стимулюванням діяльності української наукової молоді. Наразі робоча група приймає пропозиції від сторонніх осіб щодо нагальних проблем і їхнього вирішення.

 

Харківські нейтрони. 3 лютого в Харківському фізико-технічному інституті презентували установку нового покоління «Джерело нейтронів». Науковий прилад створювався з 2013-го у співпраці між ХФТІ, Аргонською та Оакріджською лабораторіями, згідно з Меморандумом між Україною та США. Сполучені Штати зобов’язалися компенсувати більше ніж $80 млн витрат на пристрій.

 

Читайте також: Наукові новини: війна з плагіатом, спіни та ДНК-оригамі

 

В установці нейтрони утворюються під час реакції розпаду ізотопу урану-235, інтенсивність якої керується прискорювачем електронів. Маса урану обрана таким чином, щоб завжди коефіцієнт розмноження нейтронів залишався меншим за один. Тобто на кожен задіяний у реакції нейтрон припадає менше ніж один породжений нейтрон. У цьому головна відмінність «Джерела нейтронів» від дослідницьких ядерних реакторів, у яких використовуються самопідтримувані ядерні реакції. На пристрої планують вивчати кінетику поділу ядер урану, а також механізми трансмутації ядерних відходів. На презентації обговорювалася можливість залучення приладу для завдань ядерної медицини.

 

Торік Генпрокуратура заявляла про нібито розтрату $10 млн із бюджету установки, проте офіційні особи ХФТІ це спростували у відповідній заяві.

 

Фізика

 

Зупинене світло. У фантастичній комп’ютерній грі «Космічні рейнджери» є моменти, що навмисне йдуть урозріз із законами фізиками. Наприклад, там науковці зуміли «заморозити» промінь світла в кристалі. У своїй статті в престижному журналі Physical Review Letters науковці з ізраїльського Техніону описали технологію із зупинки світла — втілили пристрій із фантастики в реальність.

 

Звукові, оптичні або ж хвилі квантової матерії підкоряються схожим фізичним принципам. Можна змінювати частоти цих хвиль завдяки хвилеводам — пристроям спеціальної геометрії, яка впливає на поведінку хвиль. У хвилеводах можна створювати так звані спеціальні точки, у яких хвилі різних частот ніби зливаються в одну.

 

Читайте також: Нагодувати 9 мільярдів

 

Швидкість світла у вакуумі дорівнює приблизно 300 тис. км/с, та в іншому середовищі воно рухається повільніше. Наприклад, у воді світло сповільнюється до приблизно до 225 тис. км/с: саме тому видимі розміри об’єктів у воді змінюються. Завдяки підбору кристалів із різними показниками заломлення світла його взагалі можна зупинити. Та цей метод важкий у реалізації. Науковці з Техніону, використовуючи «спеціальні точки» хвилеводів, створили якісно інший спосіб, який легко підлаштувати під хвилі різної частоти. Їхня наступна ціль — зробити те саме зі звуковими хвилями.

 

Планети в іншій галактиці. Команда астрофізиків із Університету штату Оклахома вперше знайшла свідчення про існування планет поза межами нашої галактики. Планети поза Сонячною системою називають екзопланетами. Першу таку віднайшли в 1995-му, і відтоді їхня кількість зросла до більше ніж 3 тис., кключаючи планетну систему поряд із Проксимою Центавра, найближчою до нас зіркою (за винятком Сонця). Цікаво, що планета Проксима b дістає від зірки достатньо тепла, щоб там могла існувати вода. Іншим гучним відкриттям стала система TRAPPIST-1 в 60 світлових роках від Землі: там було знайдено відразу сім планет, на трьох із яких може бути вода й відповідно життя. Припускається, що наша галактика може мати до 100 млдр планет.

 

Безпосередньо спостерігати планети надзвичайно важко, адже вони маленькі й тонуть у сяйві зірки. Тому для відкриттів використовують непрямі методи. Наприклад, спостереження за зміною сяйва зірок: коли планета проходить між нами та зіркою, вона трохи її затуляє й зірка стає менш яскравою. Якщо таке відбувається періодично, то астрономи роблять висновок про наявність планети. Також планети завдяки гравітації трохи змінюють розміри зірок, що також допомагає їх відшукувати. Проте всі ці методи не працюють для найвіддаленіших зірок, особливо для галактик.

 

Читайте також: Експеримент Вілера

 

Для свого відкриття команда з Оклахоми використала метод мікролінзування. Якщо світло проходить поряд із масивним об’єктом, то воно змінює свою траєкторію. Цей ефект передбачив ще Альберт Айнштайн, розроблюючи теорію відносності. Для відкриття знадобилося знайти віддалену на 3.8 млдр світлових років галактику в оточенні чотирьох квазарів (за деякими теоріями, надмасивних чорних дір, протогалактик). Світло від квазарів викривлялося гравітацією галактики, і зміщення ліній у спектрі атомів заліза науковці пояснили наявністю близько 2 тис. планет, масами від Місячної до Юпітерової. Роздивитися такі планети в оптичний телескоп неможливо, хоч би яким великим його побудували.

 

OU astrophysicists discover planets in extragalactic galaxies using microlensing

Галактика RX J1131-1231 (по центру) і чотири квазари, світло яких викривляється під дією її гравітації, створюючи кільцеподібний ореол довкола. Зображення: Університет Оклахоми

 

Одерон. Схоже, на Великому адронному колайдері знайшли докази існування одерону — гіпотетичної квазічастинки, що була передбачена ще в 70-х роках минулого століття. Команда з понад 100 науковців експерименту TOTEM зіштовхувала протони на швидкості, близькій до світлової. Протони складаються з кварків і глюонів, які «склеюють» їх докупи. Під час зіткнення протони обмінюються глюонами. Більшість моделей зіткнення протонів враховують, що ті обмінюються парною кількістю глюонів. Нові результати показують, що не завжди: за надвеликих енергій кількість глюонів може бути три, п’ять, сім. Квазічастинку одерон (від англ. odd — непарний) автори статті трактують як внесок у процес зіткнення за непарного обміну глюонами. Квазічастинки вводяться для зручнішого опису багатьох фізичних явищ. Наприклад, коливання мільярдів атомів у кристалах зручно описувати як звукові хвилі, квантами яких є квазічастинки фонони. У разі зіткнення протонів такими частинками є реджеони, назва яких походить від імені італійського фізика Тулліо Редже. Існування іншого реджеону, померону, було добре встановлено ще до 1990-х.

 

Біологія

 

Клоновані мавпи. Дослідники з Інституту нейронаук в Шанхаї вперше клонували мавп методом пересадки ядер соматичних клітин, про що сповістили в журналі Cell. Презентована в статті методологія дасть змогу науковцям ставити досліди на популяції генетично однакових мавп. Один із дослідників Чанґ Сун вважає, що завдяки цьому якість клінічних досліджень для лікування імунних захворювань, раку, захворювань мозку тощо має підвищитися.

 

Мавпочок Чжун Чжун і Хуа Хуа назвали від слова «чжунхуа», що є самоназвою китайців. Утім, вони не перші клоновані. Ще в 1999 році народилася мавпа, клонована простішим способом — поділом ембріону. Саме так народжуються близнюки. Та метод дає змогу створювати не більше ніж чотири клони. Пересадкою ядер соматичних клітин у 1997-му створили знамениту вівцю Доллі, першу клоновану тварину.

 

Meet Zhong Zhong and Hua Hua, the first monkey clones produced by method that made Dolly

Хуа Хуа, одна з двох клонованих мавп. Фото: Китайська академія наук

 

Життя на Титані. Якщо ви прочитаєте «Астрономи знайшли життя на Титані», то не вірте. Життя там не знайшли, а лише наявність вінілціаніду в атмосфері, який може бути основою гіпотетичного «метанового життя». Клітинні мембрани на Землі створені з фосфоліпідів, які у воді з’єднуються між собою. Мембрани гіпотетичного метанового життя складалися б з атомів азоту, водню та вуглецю. Для такого життя замість фосфоліпідів знадобилися б інші речовини, наприклад, вінілціанід.

 

Читайте також: Як із фундаментальних досліджень виростає наше сьогодення

 

На супутнику Сатурна дуже холодно — до –179 °С, а поверхня вкрита метан-етановими озерами. За таких умов органічні молекули конденсуються в краплі й можуть утворювати кругообіг, схожий із кругообігом води на Землі, тому, якщо висновки науковців з Інституту астробіології НАСА правильні, там могло б з’явитися примітивне життя, засноване на зовсім інших принципах, ніж земне.

 

Does Titan’s hydrocarbon soup hold a recipe for life?

Одне з метанових озер на Титані. Фото: NASA

 

Вірусна пам’ять. Значна частка нашої ДНК складається з ділянок, що є нащадками вірусів, які колись вбудувалися в неї. Більшість таких ділянок неактивні й не виконують жодних функцій у нашому організмі. До активних належить ген Arc, важливий для роботи мозку: можливості нервових клітин утворювати й закріплювати нові нервові зв’язки. Коли в піддослідних мишей цей ген нокаутували, вони мали труднощі з довгостроковою пам’яттю.

 

Нещодавно дві групи дослідників опублікували статті в журналі Cell, які проливають світло на механізм роботи гена. Білок, що продукується цим геном, виявився близьким до білків ретровірусів. Останні переносять генетичну інформацію в РНК, яка потрапляє до клітини й перетворюється в ДНК. Типовий представник ретровірусів — ВІЛ.

 

Нервові клітини взаємодіють через близько розташовані контакти — синапси. У останніх виділяються нейромедіатори, що загальмовують чи збуджують нервові клітини. Проте, схоже на те, що синапси також можуть виділяти мембранні бульбашки з упакованими туди РНК. Потрапивши до іншої клітини, ці РНК стають основою для синтезу білків Arc. Тобто одним із механізмів обміну інформацією нервові клітини завдячують вірусам, адже ретровіруси працюють за схожою схемою.

 

Технології

 

Запуск Falcon Heavy. 6 лютого компанія SpaceX, заснована підприємцем Ілоном Маском, провела випробування ракети Falcon Heavy, найпотужнішої з наявних на цей момент. Ракета може доставляти на орбіту 64 т вантажу. Це значно більше, ніж у конкурентів: ракети НАСА Delta IV (близько 30 т), закритого Space Shuttle (25 т) і російської ракети «Протон» (близько 20 т). До того ж кожен запуск коштує в рази дешевше: $90 млн проти майже $500 млн для Delta IV.

 

Falcon Heavy — прорив у космічних технологіях. Її розробка коштувала лише півмільярда доларів, що майже ніщо порівняно з американською Saturn V — понад $30 млдр в сучасних цінах. Ноу-хау Маска — прискорювачі, що повертаються на Землю. Зазвичай ступені ракет згоряють в атмосфері й непридатні для наступного використання. SpaceX уже посадила 23 блоки й 8 використала повторно. З трьох ступенів Falcon Heavy два приземлилися на відведеному під них полігоні, а от третій, найбільший, упав в океан у 100 м від морської платформи. Два з трьох двигунів, що мали його загальмувати, не спрацювали.

 

Трансляцію запуску дивилося одночасно майже 2 млн людей. Як тестовий вантаж Маск відправив у космос власну автівку Tesla Roadster із манекеном, одягненим у скафандр. Перші кілька годин із камер автівки велася трансляція на YouTube-канал SpaceX:

 

http://texty.org.ua/action/file/download?file_guid=82738

Приземлення ступенів-прискорювачів Falcon Heavy. Фото: журнал Time

Новини RedTram

Loading...